JPH11164207A - 撮像装置の露光時間制御方法及び露光制御装置 - Google Patents
撮像装置の露光時間制御方法及び露光制御装置Info
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- JPH11164207A JPH11164207A JP9324701A JP32470197A JPH11164207A JP H11164207 A JPH11164207 A JP H11164207A JP 9324701 A JP9324701 A JP 9324701A JP 32470197 A JP32470197 A JP 32470197A JP H11164207 A JPH11164207 A JP H11164207A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光電変換素子を用いた撮像装置における電子シ
ャッタの速度制御のダイナミックレンジを拡大させ、
又、露光時間制御の精度を向上させる。 【解決手段】シャッタ速度入力装置２７からのシャッタ
速度設定値は、シャッタ制御回路２８に入力される。シ
ャッタ制御回路２８は与えられたシャッタ速度設定値か
ら、撮像素子２１の駆動周期を変えるようにマスタクロ
ックの分周値を算出し、タイミング発生回路２６に入力
する。タイミング発生回路２６は、分周値に従ってマス
タクロックを分周する。同時に、シャッタ制御回路２８
は、シャッタ速度設定値から蓄積電荷掃出しのためのシ
ャッタパルスの発生数を算出し、シャッタパルスを駆動
回路２９を介して撮像素子２１に入力し、電荷の掃出し
を行わせる。
ャッタの速度制御のダイナミックレンジを拡大させ、
又、露光時間制御の精度を向上させる。 【解決手段】シャッタ速度入力装置２７からのシャッタ
速度設定値は、シャッタ制御回路２８に入力される。シ
ャッタ制御回路２８は与えられたシャッタ速度設定値か
ら、撮像素子２１の駆動周期を変えるようにマスタクロ
ックの分周値を算出し、タイミング発生回路２６に入力
する。タイミング発生回路２６は、分周値に従ってマス
タクロックを分周する。同時に、シャッタ制御回路２８
は、シャッタ速度設定値から蓄積電荷掃出しのためのシ
ャッタパルスの発生数を算出し、シャッタパルスを駆動
回路２９を介して撮像素子２１に入力し、電荷の掃出し
を行わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置の露光時
間制御方法及び露光制御装置に関し、特に、例えば固体
撮像装置を用いたビデオカメラのような、電子シャッタ
を用いた撮像装置における露光時間の制御技術に関わる
ものである。
間制御方法及び露光制御装置に関し、特に、例えば固体
撮像装置を用いたビデオカメラのような、電子シャッタ
を用いた撮像装置における露光時間の制御技術に関わる
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の露光制御装置は、例えば特開平
６−６２３２３号公報に示されるように、ビデオカメラ
のオートアイリス制御に適用される。上記公報は、特
に、露光制御装置における露光時間の制御精度向上と、
オートアイリス制御のダイナミックレンジの拡大とを目
的とした露光制御技術を開示している。
６−６２３２３号公報に示されるように、ビデオカメラ
のオートアイリス制御に適用される。上記公報は、特
に、露光制御装置における露光時間の制御精度向上と、
オートアイリス制御のダイナミックレンジの拡大とを目
的とした露光制御技術を開示している。
【０００３】図６に、従来の露光制御装置の一例の構成
をブロック図で示す。図６を参照して、タイミング発生
回路１９は、装置の同期信号や固体撮像装置１２の駆動
信号を発生する。レンズ１１から収束した光は、固体撮
像装置１２に結像する。撮像装置１２は映像信号を出力
し、サンプルホールド（ＳＨ）回路１３がその固体撮像
装置１２からの映像信号をサンプリングし、保持する。
ＡＧＣ回路１４は、映像信号に対して自動で適正な利得
を与える回路であり、信号処理回路１３は、映像信号に
例えばガンマ補正や輪郭補正処理などのような、さまざ
まな信号処理を施す回路である。電子アイリス制御回路
１８は、固体撮像装置１２の露光時間を制御する回路ブ
ロックである。この電子アイリス制御回路ブロックの中
のローパスフィルタ１６は、映像信号に低域通過の帯域
制限をかけ、映像信号を積分した直流成分を、同じ電子
アイリス制御回路ブロック内のシャッタコントロール回
路１７へ出力する。シャッタコントロール回路１７は、
与えられた映像信号の直流成分から、適正な露光時間と
なるように電子シャッタ速度を決定し、固体撮像装置１
２に電荷掃出しのためのシャッタパルス（Ｓｕｂパル
ス）を印加する。
をブロック図で示す。図６を参照して、タイミング発生
回路１９は、装置の同期信号や固体撮像装置１２の駆動
信号を発生する。レンズ１１から収束した光は、固体撮
像装置１２に結像する。撮像装置１２は映像信号を出力
し、サンプルホールド（ＳＨ）回路１３がその固体撮像
装置１２からの映像信号をサンプリングし、保持する。
ＡＧＣ回路１４は、映像信号に対して自動で適正な利得
を与える回路であり、信号処理回路１３は、映像信号に
例えばガンマ補正や輪郭補正処理などのような、さまざ
まな信号処理を施す回路である。電子アイリス制御回路
１８は、固体撮像装置１２の露光時間を制御する回路ブ
ロックである。この電子アイリス制御回路ブロックの中
のローパスフィルタ１６は、映像信号に低域通過の帯域
制限をかけ、映像信号を積分した直流成分を、同じ電子
アイリス制御回路ブロック内のシャッタコントロール回
路１７へ出力する。シャッタコントロール回路１７は、
与えられた映像信号の直流成分から、適正な露光時間と
なるように電子シャッタ速度を決定し、固体撮像装置１
２に電荷掃出しのためのシャッタパルス（Ｓｕｂパル
ス）を印加する。
【０００４】図６に示す露光制御装置は、以下のように
動作する。固体撮像装置１２により撮像された映像信号
は、ＳＨ回路１３を経てＡＧＣ回路１４に入力される。
映像信号はその後、ＡＧＣ回路１４によって適正な利得
を与えられ、更に信号処理回路１５によって、例えばガ
ンマ補正処理や輪郭補正処理などのさまざまな信号処理
を施されて、出力される。この図に示す露光制御装置で
は、ＡＧＣ回路１４と電子アイリス制御回路とによって
オートアイリスを実現するが、ここでは電子アイリス制
御について説明する。
動作する。固体撮像装置１２により撮像された映像信号
は、ＳＨ回路１３を経てＡＧＣ回路１４に入力される。
映像信号はその後、ＡＧＣ回路１４によって適正な利得
を与えられ、更に信号処理回路１５によって、例えばガ
ンマ補正処理や輪郭補正処理などのさまざまな信号処理
を施されて、出力される。この図に示す露光制御装置で
は、ＡＧＣ回路１４と電子アイリス制御回路とによって
オートアイリスを実現するが、ここでは電子アイリス制
御について説明する。
【０００５】サンプルホールド回路１３からローパスフ
ィルタ１６に入力された映像信号は低域通過の帯域制限
処理が施され、その後、ローパスフィルタ１６を出た映
像信号の直流成分が、シャッタコントロール回路１７に
入力される。シャッタコントロール回路１７は与えられ
た映像信号の直流成分から、適正な露光時間となるよう
にシャッタ速度を決定し、固体撮像装置１２に対してシ
ャッタパルス（Ｓｕｂパルス）を印加する。固体撮像装
置ではこのシャッタパルスにより電荷の掃出しが行われ
て、決められた時間の露光が実行される。
ィルタ１６に入力された映像信号は低域通過の帯域制限
処理が施され、その後、ローパスフィルタ１６を出た映
像信号の直流成分が、シャッタコントロール回路１７に
入力される。シャッタコントロール回路１７は与えられ
た映像信号の直流成分から、適正な露光時間となるよう
にシャッタ速度を決定し、固体撮像装置１２に対してシ
ャッタパルス（Ｓｕｂパルス）を印加する。固体撮像装
置ではこのシャッタパルスにより電荷の掃出しが行われ
て、決められた時間の露光が実行される。
【０００６】図７は、図６に示す露光制御装置の動作を
示すタイミングチャートである。図７に示すタイミング
チャートにおいて、パルスＶＢＬＫの期間は垂直帰線期
間を示し、ＴＧパルスは、撮像装置１２に蓄積された電
荷を読み出すタイミングを示す。パルスＨＢＬＫの期間
は、水平帰線期間を示す。ＳｕｂＣＬＫパルスはシャッ
タコントロール回路１７内での同期信号（副同期パル
ス）を示し、パルスＳｕｂ１，パルスＳｕｂ２はそれぞ
れ、実際の電子シャッタ動作時のシャッタパルスの一例
である。
示すタイミングチャートである。図７に示すタイミング
チャートにおいて、パルスＶＢＬＫの期間は垂直帰線期
間を示し、ＴＧパルスは、撮像装置１２に蓄積された電
荷を読み出すタイミングを示す。パルスＨＢＬＫの期間
は、水平帰線期間を示す。ＳｕｂＣＬＫパルスはシャッ
タコントロール回路１７内での同期信号（副同期パル
ス）を示し、パルスＳｕｂ１，パルスＳｕｂ２はそれぞ
れ、実際の電子シャッタ動作時のシャッタパルスの一例
である。
【０００７】図７を参照して、固体撮像装置１２の露光
時間は、電子シャッタ制御が行われていない状態では、
ある一つの読出しパルスＴＧから次の読出しパルスＴＧ
迄の時間である（図７中に、「標準露光時間」で示
す）。この露光時間は、例えば一般的なビデオカメラで
あれば毎秒６０フレームを実現しているので、１／６０
秒のシャッタ速度に相当する。電子アイリス制御は、シ
ャッタコントロール回路１７が、露光量が多いつまり露
光時間が長いと判断したとき、シャッタパルス（Ｓｕｂ
パルス）を発生し露光量を少なくする方向に動作するも
のである。例えば、シャッタコントロール回路１７がロ
ーパスフィルタ１６を通過した映像信号から、露光量が
多いと判断すると、固体撮像装置１２に対し、Ｓｕｂ１
で示されるシャッタパルスを印加する。このときの撮像
装置１２の露光時間は、図７中に「露光時間１」で示さ
れるように、標準露光時間より短い。
時間は、電子シャッタ制御が行われていない状態では、
ある一つの読出しパルスＴＧから次の読出しパルスＴＧ
迄の時間である（図７中に、「標準露光時間」で示
す）。この露光時間は、例えば一般的なビデオカメラで
あれば毎秒６０フレームを実現しているので、１／６０
秒のシャッタ速度に相当する。電子アイリス制御は、シ
ャッタコントロール回路１７が、露光量が多いつまり露
光時間が長いと判断したとき、シャッタパルス（Ｓｕｂ
パルス）を発生し露光量を少なくする方向に動作するも
のである。例えば、シャッタコントロール回路１７がロ
ーパスフィルタ１６を通過した映像信号から、露光量が
多いと判断すると、固体撮像装置１２に対し、Ｓｕｂ１
で示されるシャッタパルスを印加する。このときの撮像
装置１２の露光時間は、図７中に「露光時間１」で示さ
れるように、標準露光時間より短い。
【０００８】ここで、図７から分るように、上述の従来
の露光制御装置では、シャッタパルス（上の例では、パ
ルスＳｕｂ１）を、水平帰線パルスＨＢＬＫの幅内（す
なわち、水平帰線期間内）に納めるタイミングで出力し
ている。これは、画像の有効エリア内でシャッタパルス
によるノイズの混入を避けるためである。ところが、こ
のような、シャッタパルスを水平帰線パルスＨＢＬＫに
同期させて水平帰線期間内に１パルス発生させるような
制御、即ち１ライン毎のシャッタパルス制御を行ってい
るオートアイリス制御では、シャッタ速度が高速になっ
てくると自動制御がハンチングを起こす可能性がある。
これは、高速シャッタ時の露光時間に対する自動制御の
制御分解能（制御量の最小値）の比が大きくなるためで
ある。この現象を回避するため、図６に示す従来の露光
装置では、高速シャッタ時で且つ画像の有効エリア内の
ノイズを回避できる垂直帰線期間（つまり、パルスＶＢ
ＬＫの幅）内のシャッタパルスの最小制御量、すなわち
シャッタ制御の分解能を小さく設定している。このこと
をタイミングチャートで視覚的に示したものが、図７中
の副同期パルスＳｕｂＣＬＫである。図７の上から３段
目のパルス列に示されるように、垂直帰線パルスＶＢＬ
Ｋの期間内は副同期パルスＳｕｂＣＬＫの周期を短く
し、垂直帰線パルスから次の垂直帰線パルスまでの間つ
まり垂直走査期間は、副同期パルスＳｕｂＣＬＫの周期
を長くしている。従来の露光制御装置では、この副同期
パルスＳｕｂＣＬＫを、図６中の電子アイリス制御回路
内のシャッタコントロール回路１７内部で生成してい
る。
の露光制御装置では、シャッタパルス（上の例では、パ
ルスＳｕｂ１）を、水平帰線パルスＨＢＬＫの幅内（す
なわち、水平帰線期間内）に納めるタイミングで出力し
ている。これは、画像の有効エリア内でシャッタパルス
によるノイズの混入を避けるためである。ところが、こ
のような、シャッタパルスを水平帰線パルスＨＢＬＫに
同期させて水平帰線期間内に１パルス発生させるような
制御、即ち１ライン毎のシャッタパルス制御を行ってい
るオートアイリス制御では、シャッタ速度が高速になっ
てくると自動制御がハンチングを起こす可能性がある。
これは、高速シャッタ時の露光時間に対する自動制御の
制御分解能（制御量の最小値）の比が大きくなるためで
ある。この現象を回避するため、図６に示す従来の露光
装置では、高速シャッタ時で且つ画像の有効エリア内の
ノイズを回避できる垂直帰線期間（つまり、パルスＶＢ
ＬＫの幅）内のシャッタパルスの最小制御量、すなわち
シャッタ制御の分解能を小さく設定している。このこと
をタイミングチャートで視覚的に示したものが、図７中
の副同期パルスＳｕｂＣＬＫである。図７の上から３段
目のパルス列に示されるように、垂直帰線パルスＶＢＬ
Ｋの期間内は副同期パルスＳｕｂＣＬＫの周期を短く
し、垂直帰線パルスから次の垂直帰線パルスまでの間つ
まり垂直走査期間は、副同期パルスＳｕｂＣＬＫの周期
を長くしている。従来の露光制御装置では、この副同期
パルスＳｕｂＣＬＫを、図６中の電子アイリス制御回路
内のシャッタコントロール回路１７内部で生成してい
る。
【０００９】図７におけるシャッタパルスＳｕｂ２は、
ローパスフィルタ１６から得られる直流成分が非常に大
きく、シャッタコントロール回路１７が現在の露光時間
を極度に長いと判断し、露光時間を極めて短くしようと
する場合、すなわちシャッタ速度を極めて短く設定しよ
うとしたときに、固体撮像装置１２に印加するシャッタ
パルスの一例である。このときの露光時間は、図７中に
「露光時間２」で示すように、非常に短い時間になる。
このように、垂直帰線期間内で、電荷読出しパルスＴＧ
迄のシャッタ制御の分解能を向上させることによって、
非常に速いシャッタ速度を実現すると共に、固体撮像装
置１２のダイナミックレンジを大きくすることを可能に
している。
ローパスフィルタ１６から得られる直流成分が非常に大
きく、シャッタコントロール回路１７が現在の露光時間
を極度に長いと判断し、露光時間を極めて短くしようと
する場合、すなわちシャッタ速度を極めて短く設定しよ
うとしたときに、固体撮像装置１２に印加するシャッタ
パルスの一例である。このときの露光時間は、図７中に
「露光時間２」で示すように、非常に短い時間になる。
このように、垂直帰線期間内で、電荷読出しパルスＴＧ
迄のシャッタ制御の分解能を向上させることによって、
非常に速いシャッタ速度を実現すると共に、固体撮像装
置１２のダイナミックレンジを大きくすることを可能に
している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の露光制
御装置には、いくつかの改善すべき点が残されている。
すなわち、第１の問題は、画像の垂直帰線期間（パルス
ＶＢＬＫの幅）以外の期間、つまり画像の垂直有効エリ
ア内におけるシャッタ制御について、精度の高いシャッ
タ制御ができないということである。垂直帰線期間内の
シャッタ制御分解能のみを向上させているために、垂直
帰線パルスＶＢＬＫの期間外すなわち画像の有効エリア
では、従来通り１ライン毎の制御分解能のままであるか
らである。
御装置には、いくつかの改善すべき点が残されている。
すなわち、第１の問題は、画像の垂直帰線期間（パルス
ＶＢＬＫの幅）以外の期間、つまり画像の垂直有効エリ
ア内におけるシャッタ制御について、精度の高いシャッ
タ制御ができないということである。垂直帰線期間内の
シャッタ制御分解能のみを向上させているために、垂直
帰線パルスＶＢＬＫの期間外すなわち画像の有効エリア
では、従来通り１ライン毎の制御分解能のままであるか
らである。
【００１１】第２の問題は、標準露光時間（例えば、１
／６０秒）以上の長い露光時間にすることができないと
いうことである。一つの読出しパルスＴＧから次の読出
しパルスＴＧ迄の時間は標準露光時間で固定であり、パ
ルスＴＧから次のパルスＴＧ迄の間隔を長くすることは
できないからである。
／６０秒）以上の長い露光時間にすることができないと
いうことである。一つの読出しパルスＴＧから次の読出
しパルスＴＧ迄の時間は標準露光時間で固定であり、パ
ルスＴＧから次のパルスＴＧ迄の間隔を長くすることは
できないからである。
【００１２】従って、本発明の目的は、垂直帰線期間内
であるか否かに関わらず高い露光時間精度を得ることが
できる露光時間制御方法及び露光制御装置を提供するこ
とである。
であるか否かに関わらず高い露光時間精度を得ることが
できる露光時間制御方法及び露光制御装置を提供するこ
とである。
【００１３】本発明は又、電子シャッタ制御をしていな
い標準の露光時間よりも更に長い露光時間を実現できる
ようにすることを目的とするものである。
い標準の露光時間よりも更に長い露光時間を実現できる
ようにすることを目的とするものである。
【００１４】本発明は更に、従来の電子シャッタと組み
合わせることによって露光時間の制御精度を従来よりも
高めることが可能な制御方法及び露光制御装置を提供す
ることを目的とするものである。
合わせることによって露光時間の制御精度を従来よりも
高めることが可能な制御方法及び露光制御装置を提供す
ることを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置の露光
時間制御方法は、光電変換素子を用い水平走査及び垂直
走査により画像を伝送する撮像装置の露光時間を、前記
光電変換素子の電荷蓄積時間を変えることにより制御す
る方法であって、撮像装置のフレーム周期と、１フレー
ムの水平走査線数と、水平同期信号に対応して発生させ
る電荷排出のためのシャッタパルスの数とに基づき、少
なくとも前記フレーム周期を変化させることにより前記
光電変換素子の電荷蓄積時間を変化させることを特徴と
する。
時間制御方法は、光電変換素子を用い水平走査及び垂直
走査により画像を伝送する撮像装置の露光時間を、前記
光電変換素子の電荷蓄積時間を変えることにより制御す
る方法であって、撮像装置のフレーム周期と、１フレー
ムの水平走査線数と、水平同期信号に対応して発生させ
る電荷排出のためのシャッタパルスの数とに基づき、少
なくとも前記フレーム周期を変化させることにより前記
光電変換素子の電荷蓄積時間を変化させることを特徴と
する。
【００１６】上記の撮像装置の露光時間制御方法は、光
電変換素子を用い水平走査及び垂直走査により画像を伝
送する撮像装置の露光時間を、前記光電変換素子の電荷
蓄積時間を変化させて制御する撮像装置の露光制御装置
であって、前記光電変換素子の駆動周期を変化させる手
段を備えることを特徴とする撮像装置の露光制御装置に
よって実現される。
電変換素子を用い水平走査及び垂直走査により画像を伝
送する撮像装置の露光時間を、前記光電変換素子の電荷
蓄積時間を変化させて制御する撮像装置の露光制御装置
であって、前記光電変換素子の駆動周期を変化させる手
段を備えることを特徴とする撮像装置の露光制御装置に
よって実現される。
【００１７】本発明は、シャッタ制御を行う手段とし
て、マスタクロックを任意に分周して周期を変換する回
路を設ける。これによって、従来よりも高い精度のシャ
ッタ制御を実現できる。又、マスタクロックの分周比を
変化させることによって、通常のシャッタ速度よりも低
速なシャッタ制御が可能である。更に、従来のシャッタ
制御と組み合わせることによって、従来では実現できな
かった極めて高速なシャッタ制御が実現できる。
て、マスタクロックを任意に分周して周期を変換する回
路を設ける。これによって、従来よりも高い精度のシャ
ッタ制御を実現できる。又、マスタクロックの分周比を
変化させることによって、通常のシャッタ速度よりも低
速なシャッタ制御が可能である。更に、従来のシャッタ
制御と組み合わせることによって、従来では実現できな
かった極めて高速なシャッタ制御が実現できる。
【００１８】本発明の露光制御装置においては、装置の
全ての動作タイミングの基準信号であるマスタクロック
の周波数を変化させる。具体的には、マスタクロックを
分周する分周回路（図２（ａ）の１／Ｎ分周回路３３）
と、シャッタ速度設定値から分周値Ｎを算出するシャッ
タ速度算出回路（図２（ｂ）のシャッタ速度算出回路４
１）とを設ける。
全ての動作タイミングの基準信号であるマスタクロック
の周波数を変化させる。具体的には、マスタクロックを
分周する分周回路（図２（ａ）の１／Ｎ分周回路３３）
と、シャッタ速度設定値から分周値Ｎを算出するシャッ
タ速度算出回路（図２（ｂ）のシャッタ速度算出回路４
１）とを設ける。
【００１９】また、従来と同様な制御方法を組み合わせ
るために、蓄積電荷掃出し用のシャッタパルス発生手段
も有している（図２（ｂ）のカウンタ４２とシャッタパ
ルス発生回路４３）。
るために、蓄積電荷掃出し用のシャッタパルス発生手段
も有している（図２（ｂ）のカウンタ４２とシャッタパ
ルス発生回路４３）。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態による露光制御装置の構成を示すブロック図
である。図１を参照して、タイミング発生回路２６は、
固体撮像素子２１を駆動するためのタイミング信号と、
撮像素子２１の映像信号を相関二重サンプリング（ＣＤ
Ｓ）するためのタイミング信号と、ＡＤ変換器２３を動
作させるためのクロック信号とを発生する。駆動回路２
９は、タイミング発生回路２６からのタイミング信号に
駆動能力を持たせ、撮像素子２１を駆動する。撮像素子
２１は、駆動回路２９によって駆動され、映像信号を出
力する。ＣＤＳ回路２２は、撮像素子２１からの映像信
号を、タイミング信号発生回路２８からのタイミングで
相関二重サンプリングする。ＡＤ変換器２３は、映像信
号をデジタルデータに変換する。信号処理装置２４は映
像信号に、例えばガンマ補正や輪郭補正などの、種々の
信号処理を施す。表示装置２５は、入力された映像信号
を表示する。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態による露光制御装置の構成を示すブロック図
である。図１を参照して、タイミング発生回路２６は、
固体撮像素子２１を駆動するためのタイミング信号と、
撮像素子２１の映像信号を相関二重サンプリング（ＣＤ
Ｓ）するためのタイミング信号と、ＡＤ変換器２３を動
作させるためのクロック信号とを発生する。駆動回路２
９は、タイミング発生回路２６からのタイミング信号に
駆動能力を持たせ、撮像素子２１を駆動する。撮像素子
２１は、駆動回路２９によって駆動され、映像信号を出
力する。ＣＤＳ回路２２は、撮像素子２１からの映像信
号を、タイミング信号発生回路２８からのタイミングで
相関二重サンプリングする。ＡＤ変換器２３は、映像信
号をデジタルデータに変換する。信号処理装置２４は映
像信号に、例えばガンマ補正や輪郭補正などの、種々の
信号処理を施す。表示装置２５は、入力された映像信号
を表示する。
【００２１】シャッタ速度入力装置２７に入力されたシ
ャッタ速度の設定値は、シャッタ制御回路２８に入力さ
れる。タイミング発生回路２６は、シャッタ制御回路２
８からの分周情報を得て撮像素子２１の駆動周波数を決
定し、駆動回路２９にタイミング信号を出力する。シャ
ッタ制御回路２８は、タイミング発生回路２６からのタ
イミング信号を受けてシャッタパルスを発生し、駆動回
路２９へ出力する。
ャッタ速度の設定値は、シャッタ制御回路２８に入力さ
れる。タイミング発生回路２６は、シャッタ制御回路２
８からの分周情報を得て撮像素子２１の駆動周波数を決
定し、駆動回路２９にタイミング信号を出力する。シャ
ッタ制御回路２８は、タイミング発生回路２６からのタ
イミング信号を受けてシャッタパルスを発生し、駆動回
路２９へ出力する。
【００２２】図２（ａ）に、第１の実施の形態における
タイミング発生回路２６の構成を、ブロック図で示す。
図２（ａ）を参照して、発振器３１は、本装置のマスタ
クロックを発生する。分周回路３３は、シャッタ制御回
路２８からの分周情報を受けて、マスタクロックをその
周期が１／Ｎ（Ｎは、正の数。整数とは限らない）とな
るようにＮ分周する。Ｈカウンタ３４は、分周回路３３
からの信号を受けて、水平方向のクロック数をカウント
する。Ｖカウンタ３５は、Ｈカウンタ３４からの信号を
受けて、垂直ライン数をカウントする。Ｈ，Ｖ両カウン
タのカウント出力信号は、デコード回路３２に入力され
る。デコード回路３２は、分周回路３３からの信号と、
Ｈ，Ｖ両カウンタからのカウント出力信号とをデコード
して、撮像素子駆動のためのタイミング信号、相関二重
サンプリングするためのＣＤＳパルス、ＡＤ変換器用の
クロック信号、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢ
ＬＫ、シャッタパルス生成のための副同期パルスＳｕｂ
ＣＬＫ等の信号を生成し、出力する。
タイミング発生回路２６の構成を、ブロック図で示す。
図２（ａ）を参照して、発振器３１は、本装置のマスタ
クロックを発生する。分周回路３３は、シャッタ制御回
路２８からの分周情報を受けて、マスタクロックをその
周期が１／Ｎ（Ｎは、正の数。整数とは限らない）とな
るようにＮ分周する。Ｈカウンタ３４は、分周回路３３
からの信号を受けて、水平方向のクロック数をカウント
する。Ｖカウンタ３５は、Ｈカウンタ３４からの信号を
受けて、垂直ライン数をカウントする。Ｈ，Ｖ両カウン
タのカウント出力信号は、デコード回路３２に入力され
る。デコード回路３２は、分周回路３３からの信号と、
Ｈ，Ｖ両カウンタからのカウント出力信号とをデコード
して、撮像素子駆動のためのタイミング信号、相関二重
サンプリングするためのＣＤＳパルス、ＡＤ変換器用の
クロック信号、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢ
ＬＫ、シャッタパルス生成のための副同期パルスＳｕｂ
ＣＬＫ等の信号を生成し、出力する。
【００２３】図２（ｂ）に、第１の実施の形態における
シャッタ制御回路２８の構成を、ブロック図で示す。図
２（ｂ）を参照して、シャッタ速度算出回路４１は、シ
ャッタ速度入力装置２７から入力されるシャッタ速度設
定値に基づいて、駆動回路２９を介して撮像素子２１に
与えるべきシャッタパルスＳｕｂn （ｎ＝３，４，５。
後述する）の数と、タイミング発生回路中の分周回路３
３に送出すべき分周値Ｎとを算出する。カウンタ４２
は、シャッタ速度算出回路４１から与えられたカウント
数を、タイミング発生回路２６から入力される読出しパ
ルスＴＧでセットし、タイミング発生回路２６からの水
平帰線パルスＨＢＬＫで計数し、与えられたカウント数
に達したらリセット信号を出力する。シャッタパルス発
生回路４３は、タイミング発生回路２６からの読出しパ
ルスＴＧと、副同期パルスＳｕｂＣＬＫと、カウンタ４
２からのリセット信号とからシャッタパルスＳｕｂn を
生成し、駆動回路２９へ入力する。
シャッタ制御回路２８の構成を、ブロック図で示す。図
２（ｂ）を参照して、シャッタ速度算出回路４１は、シ
ャッタ速度入力装置２７から入力されるシャッタ速度設
定値に基づいて、駆動回路２９を介して撮像素子２１に
与えるべきシャッタパルスＳｕｂn （ｎ＝３，４，５。
後述する）の数と、タイミング発生回路中の分周回路３
３に送出すべき分周値Ｎとを算出する。カウンタ４２
は、シャッタ速度算出回路４１から与えられたカウント
数を、タイミング発生回路２６から入力される読出しパ
ルスＴＧでセットし、タイミング発生回路２６からの水
平帰線パルスＨＢＬＫで計数し、与えられたカウント数
に達したらリセット信号を出力する。シャッタパルス発
生回路４３は、タイミング発生回路２６からの読出しパ
ルスＴＧと、副同期パルスＳｕｂＣＬＫと、カウンタ４
２からのリセット信号とからシャッタパルスＳｕｂn を
生成し、駆動回路２９へ入力する。
【００２４】本実施の形態におけるシャッタ速度制御
は、以下のようにして行われる。撮像素子２１から出力
された映像信号は、ＣＤＳ回路２２によって相関二重サ
ンプリングされる。映像信号は、ＡＤ変換器２３でデジ
タルデータに変換され、信号処理装置２４でデジタル信
号処理を施される。表示装置２５は、映像信号を表示す
る。図２（ｂ）を参照して、シャッタ速度入力装置２７
からのシャッタ速度設定値は、シャッタ速度算出回路４
１に入力される。シャッタ速度算出回路４１は、与えら
れたシャッタ速度となるように、撮像素子２１の駆動周
波数つまりタイミング発生回路２６の分周値Ｎと、シャ
ッタパルスＳｕｂn を発生すべき水平帰線パルス数とを
算出する。これらはそれぞれ、分周値Ｎはタイミング発
生回路２６に、水平帰線数はカウンタ４２に入力され
る。カウンタ４２は与えられたカウント値を、タイミン
グ信号発生回路２６からの読出しパルスＴＧをカウント
開始点として、水平帰線パルスＨＢＬＫで水平帰線数を
数え、指定された数に達するとリセット信号を発生す
る。シャッタパルス発生回路４３は、読出しパルスＴＧ
からカウンタ４２のリセット信号まで、シャッタパルス
をライン毎に発生する。シャッタパルスは、その後、駆
動回路２９により駆動能力を与えられ、撮像素子２１に
印加される。これにより、電子シャッタの制御が実行さ
れる。
は、以下のようにして行われる。撮像素子２１から出力
された映像信号は、ＣＤＳ回路２２によって相関二重サ
ンプリングされる。映像信号は、ＡＤ変換器２３でデジ
タルデータに変換され、信号処理装置２４でデジタル信
号処理を施される。表示装置２５は、映像信号を表示す
る。図２（ｂ）を参照して、シャッタ速度入力装置２７
からのシャッタ速度設定値は、シャッタ速度算出回路４
１に入力される。シャッタ速度算出回路４１は、与えら
れたシャッタ速度となるように、撮像素子２１の駆動周
波数つまりタイミング発生回路２６の分周値Ｎと、シャ
ッタパルスＳｕｂn を発生すべき水平帰線パルス数とを
算出する。これらはそれぞれ、分周値Ｎはタイミング発
生回路２６に、水平帰線数はカウンタ４２に入力され
る。カウンタ４２は与えられたカウント値を、タイミン
グ信号発生回路２６からの読出しパルスＴＧをカウント
開始点として、水平帰線パルスＨＢＬＫで水平帰線数を
数え、指定された数に達するとリセット信号を発生す
る。シャッタパルス発生回路４３は、読出しパルスＴＧ
からカウンタ４２のリセット信号まで、シャッタパルス
をライン毎に発生する。シャッタパルスは、その後、駆
動回路２９により駆動能力を与えられ、撮像素子２１に
印加される。これにより、電子シャッタの制御が実行さ
れる。
【００２５】図２（ａ）を参照して、発振器３１は、本
装置のすべての基準信号となるマスタクロックを発生す
る。１／Ｎ分周回路３３は、シャッタ制御回路からの分
周値Ｎに従ってマスタクロックを分周する。分周回路で
分周された後の信号は、Ｈカウンタ３４に入力される。
Ｈカウンタ３４は、分周回路からの信号を受けて、水平
方向のクロック数をカウントする。Ｖカウンタ３５は、
Ｈカウンタ３４からの信号を受けて、垂直ライン数をカ
ウントする。デコード回路３２は、Ｈカウンタ３４とＶ
カウンタ３５と、１／Ｎ分周回路３３からの信号をデコ
ードし、撮像素子の駆動信号、ＣＤＳパルス、ＡＤ変換
器用クロック、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢ
ＬＫ、シャッタパルスＳｕｂ等の信号を生成し、出力す
る。
装置のすべての基準信号となるマスタクロックを発生す
る。１／Ｎ分周回路３３は、シャッタ制御回路からの分
周値Ｎに従ってマスタクロックを分周する。分周回路で
分周された後の信号は、Ｈカウンタ３４に入力される。
Ｈカウンタ３４は、分周回路からの信号を受けて、水平
方向のクロック数をカウントする。Ｖカウンタ３５は、
Ｈカウンタ３４からの信号を受けて、垂直ライン数をカ
ウントする。デコード回路３２は、Ｈカウンタ３４とＶ
カウンタ３５と、１／Ｎ分周回路３３からの信号をデコ
ードし、撮像素子の駆動信号、ＣＤＳパルス、ＡＤ変換
器用クロック、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢ
ＬＫ、シャッタパルスＳｕｂ等の信号を生成し、出力す
る。
【００２６】次に、第１の実施の形態におけるシャッタ
制御の動作タイミングについて、図２（ａ），（ｂ）と
図３とを参照して、説明する。図３は、本実施の形態の
動作タイミング図ある。同図に示される垂直帰線パルス
ＶＢＬＫ、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢＬＫ
は、前述した従来の露光制御装置における各パルスＶＢ
ＬＫ、ＴＧ、ＨＢＬＫ（いずれも、図７参照）に対応
し、同じ働きをする。本実施の形態でも、図７に示す従
来の露光制御装置におけると同様に、或る読出しパルス
ＴＧから次の読出しパルス迄の露光時間を、標準的なつ
まり、シャッタ制御のないときの露光時間であるとす
る。本実施の形態のシャッタ制御においては、上記の標
準露光時間に対し、例えば露光時間を半分にするように
シャッタ速度算出回路４１が算出すると、分周回路３３
に対し分周比を半分にするようにする。すなわち、Ｈカ
ウンタ３４とデコード回路３２に入力する信号の周期を
１／２にするように、分周比を変える。例えば、標準露
光のときの分周比を１／４（Ｎ＝４）とすると、分周比
を１／２（Ｎ＝２）とする。このように分周比を変化さ
せると、露光時間は、或る読出しパルスＴＧ２から次の
読出しパルスＴＧ２迄の時間（図３中に、「１／２露光
時間」で示す）となる。この場合のように、露光時間を
標準露光時間の半分程度にするのであれば、撮像素子２
１の駆動周期を分周するだけでも対応可能である。
制御の動作タイミングについて、図２（ａ），（ｂ）と
図３とを参照して、説明する。図３は、本実施の形態の
動作タイミング図ある。同図に示される垂直帰線パルス
ＶＢＬＫ、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢＬＫ
は、前述した従来の露光制御装置における各パルスＶＢ
ＬＫ、ＴＧ、ＨＢＬＫ（いずれも、図７参照）に対応
し、同じ働きをする。本実施の形態でも、図７に示す従
来の露光制御装置におけると同様に、或る読出しパルス
ＴＧから次の読出しパルス迄の露光時間を、標準的なつ
まり、シャッタ制御のないときの露光時間であるとす
る。本実施の形態のシャッタ制御においては、上記の標
準露光時間に対し、例えば露光時間を半分にするように
シャッタ速度算出回路４１が算出すると、分周回路３３
に対し分周比を半分にするようにする。すなわち、Ｈカ
ウンタ３４とデコード回路３２に入力する信号の周期を
１／２にするように、分周比を変える。例えば、標準露
光のときの分周比を１／４（Ｎ＝４）とすると、分周比
を１／２（Ｎ＝２）とする。このように分周比を変化さ
せると、露光時間は、或る読出しパルスＴＧ２から次の
読出しパルスＴＧ２迄の時間（図３中に、「１／２露光
時間」で示す）となる。この場合のように、露光時間を
標準露光時間の半分程度にするのであれば、撮像素子２
１の駆動周期を分周するだけでも対応可能である。
【００２７】次に、シャッタ速度算出装置４１が露光時
間を更に短縮するように算出したときは、分周回路３３
の分周値を変化させるだけでなく、シャッタパルス発生
回路４３がシャッタパルスＳｕｂn を発生して露光時間
を短くする。このような場合のシャッタパルスの例を、
図３中にＳｕｂ3 又はＳｕｂ4 で示す。それぞれの場合
の露光時間は、「露光時間３」或いは「露光時間４」で
示されるように、前述の「１／２露光時間」より更に短
くなっており、シャッタパルスＳｕｂ3 →Ｓｕｂ4 とい
うように、シャッタパルスの数が増えるのに従って短く
なって行く。これよりも更に露光時間を短くしたいとき
は、分周回路３３の分周値を下げ、例えば分周値を１
（Ｎ＝１）とし、加えてシャッタパルスも発生させる。
このような場合のシャッタパルス及び露光時間の一例
を、図３中に「Ｓｕｂ5 」，「露光時間５」で示す。
間を更に短縮するように算出したときは、分周回路３３
の分周値を変化させるだけでなく、シャッタパルス発生
回路４３がシャッタパルスＳｕｂn を発生して露光時間
を短くする。このような場合のシャッタパルスの例を、
図３中にＳｕｂ3 又はＳｕｂ4 で示す。それぞれの場合
の露光時間は、「露光時間３」或いは「露光時間４」で
示されるように、前述の「１／２露光時間」より更に短
くなっており、シャッタパルスＳｕｂ3 →Ｓｕｂ4 とい
うように、シャッタパルスの数が増えるのに従って短く
なって行く。これよりも更に露光時間を短くしたいとき
は、分周回路３３の分周値を下げ、例えば分周値を１
（Ｎ＝１）とし、加えてシャッタパルスも発生させる。
このような場合のシャッタパルス及び露光時間の一例
を、図３中に「Ｓｕｂ5 」，「露光時間５」で示す。
【００２８】本実施の形態によれば、上述したような方
法で露光時間を短縮させるばかりでなく、通常の露光時
間に対して、露光時間を長くすることもできる。例えば
標準露光時間のときの分周比が１／４（Ｎ＝４）であっ
た場合、分周比を１／８（Ｎ＝８）とすれば、露光時間
を標準露光時間の２倍にできる。
法で露光時間を短縮させるばかりでなく、通常の露光時
間に対して、露光時間を長くすることもできる。例えば
標準露光時間のときの分周比が１／４（Ｎ＝４）であっ
た場合、分周比を１／８（Ｎ＝８）とすれば、露光時間
を標準露光時間の２倍にできる。
【００２９】これまで述べたことから分かるように、本
実施の形態にはシャッタ速度を制御する手段が、次の三
通り存在する。 （１）従来の制御方法と同様に、水平帰線毎にシャッタ
パルスを発生させる。 （２）１／Ｎ分周回路の分周値（Ｎは、整数に限らな
い）を変化させる。（このことは、撮像素子の駆動周波
数を変化させることと同義である） （３）上記（１）の方法と（２）の方法とを併用する。
実施の形態にはシャッタ速度を制御する手段が、次の三
通り存在する。 （１）従来の制御方法と同様に、水平帰線毎にシャッタ
パルスを発生させる。 （２）１／Ｎ分周回路の分周値（Ｎは、整数に限らな
い）を変化させる。（このことは、撮像素子の駆動周波
数を変化させることと同義である） （３）上記（１）の方法と（２）の方法とを併用する。
【００３０】本実施の形態におけるシャッタ制御方法は
上記の三通りあるが、いずれの場合でも、露光時間は、
次のように表現できる。 撮像素子の露光時間＝［フレームの周期］−［電荷掃出
し時間］ 撮像素子の電荷掃出し時間＝［フレームの周期］×［１
／（１フレームのライン数）］×［シャッタパルス数］ ここで、上記中［１フレームのライン数］はＶカウンタ
３５で予め決められており、一定である。［フレームの
周期］を制御するのが１／Ｎ分周回路３３であり、［シ
ャッタパルス数］はシャッタ速度算出回路４１が算出す
る。例えば、１フレームのライン数が２６０で、周期が
１／１０ｓｅｃ、つまり１００ｍｓｅｃであり、シャッ
タパルスを１９５とした場合、撮像素子の電荷掃出し時
間と露光時間は以下のようになる。 電荷掃出し時間＝（１００×１０-3）×（１／２６０）×１９５ ≒７５ｍｓｅｃ 撮像素 子の露光時間＝（１００−７５）×１０-3 ≒２５ｍｓｅｃ このように、本実施の形態においては、シャッタ速度を
分周回路の分周比を変化させると共にシャッタパルスを
発生させることで制御しているので、極めて高速なシャ
ッタ制御が実現できる。また、分周比を上げることによ
って、標準シャッタ速度よりも低速なシャッタ速度を実
現できる。更に、垂直有効期間内でのシャッタ制御の分
解能を向上させることも、できる。しかも、シャッタパ
ルスを有効期間に発生させていないために、シャッタ制
御による有効画面上のノイズを回避できる。
上記の三通りあるが、いずれの場合でも、露光時間は、
次のように表現できる。 撮像素子の露光時間＝［フレームの周期］−［電荷掃出
し時間］ 撮像素子の電荷掃出し時間＝［フレームの周期］×［１
／（１フレームのライン数）］×［シャッタパルス数］ ここで、上記中［１フレームのライン数］はＶカウンタ
３５で予め決められており、一定である。［フレームの
周期］を制御するのが１／Ｎ分周回路３３であり、［シ
ャッタパルス数］はシャッタ速度算出回路４１が算出す
る。例えば、１フレームのライン数が２６０で、周期が
１／１０ｓｅｃ、つまり１００ｍｓｅｃであり、シャッ
タパルスを１９５とした場合、撮像素子の電荷掃出し時
間と露光時間は以下のようになる。 電荷掃出し時間＝（１００×１０-3）×（１／２６０）×１９５ ≒７５ｍｓｅｃ 撮像素 子の露光時間＝（１００−７５）×１０-3 ≒２５ｍｓｅｃ このように、本実施の形態においては、シャッタ速度を
分周回路の分周比を変化させると共にシャッタパルスを
発生させることで制御しているので、極めて高速なシャ
ッタ制御が実現できる。また、分周比を上げることによ
って、標準シャッタ速度よりも低速なシャッタ速度を実
現できる。更に、垂直有効期間内でのシャッタ制御の分
解能を向上させることも、できる。しかも、シャッタパ
ルスを有効期間に発生させていないために、シャッタ制
御による有効画面上のノイズを回避できる。
【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、説明する。図４（ａ），（ｂ）に、本発明の第２の
実施の形態の構成をブロック図で示す。図４（ａ），
（ｂ）を参照して、シャッタ速度算出回路６０は、シャ
ッタ速度入力装置２７からの信号を受けて分周値Ｎを出
力するだけの動作を行う。第１の実施の形態が備えてい
た、シャッタパルスを発生するためのカウンタ４２やシ
ャッタパルス発生回路４３（いずれも、図２（ｂ））は
取り除かれている。シャッタ速度算出回路６０が算出す
る分周値Ｎはタイミング発生回路２６に入力され、その
分周値Ｎに従ってマスタクロックの分周が行われる。本
実施の形態は、第１の実施の形態からシャッタパルスを
発生させるための構成と機能を一切取り除いたものであ
り、従って、シャッタ速度は、全ての基準信号であるマ
スタクロックの分周値を変えることによってのみ、制御
する。本実施の形態によれば、第１の実施の形態が備え
ていたシャッタパルスを発生するための構成と機能とを
省くことにより、シャッタ制御回路の回路構成を簡略化
できる。
て、説明する。図４（ａ），（ｂ）に、本発明の第２の
実施の形態の構成をブロック図で示す。図４（ａ），
（ｂ）を参照して、シャッタ速度算出回路６０は、シャ
ッタ速度入力装置２７からの信号を受けて分周値Ｎを出
力するだけの動作を行う。第１の実施の形態が備えてい
た、シャッタパルスを発生するためのカウンタ４２やシ
ャッタパルス発生回路４３（いずれも、図２（ｂ））は
取り除かれている。シャッタ速度算出回路６０が算出す
る分周値Ｎはタイミング発生回路２６に入力され、その
分周値Ｎに従ってマスタクロックの分周が行われる。本
実施の形態は、第１の実施の形態からシャッタパルスを
発生させるための構成と機能を一切取り除いたものであ
り、従って、シャッタ速度は、全ての基準信号であるマ
スタクロックの分周値を変えることによってのみ、制御
する。本実施の形態によれば、第１の実施の形態が備え
ていたシャッタパルスを発生するための構成と機能とを
省くことにより、シャッタ制御回路の回路構成を簡略化
できる。
【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態につい
て、説明する。図５（ａ），（ｂ）に、本発明の第３の
実施の形態をブロック図で示す。図５（ａ）を参照し
て、ＡＤ変換器２３が出力する映像信号は、信号処理装
置２４に入力されると共に、積分回路７０にも入力され
る。積分回路７０は、ＡＤ変換器からの映像信号の平均
値を算出して、シャッタ制御回路２８に入力する。シャ
ッタ制御回路２８内のシャッタ速度算出回路４１は映像
信号の平均値から、露光時間が予め決められた値となる
ように、シャッタパルスのカウント値と分周値Ｎとを算
出し、それぞれカウンタ４２と１／Ｎ分周回路３３に入
力する。以下、第１の形態の動作におけると同様の動作
で、シャッタ速度を制御する。本実施の形態による露光
制御装置は、映像信号から平均値を算出する積分回路を
備えているので、自動露光制御（オートアイリス制御）
が可能である。
て、説明する。図５（ａ），（ｂ）に、本発明の第３の
実施の形態をブロック図で示す。図５（ａ）を参照し
て、ＡＤ変換器２３が出力する映像信号は、信号処理装
置２４に入力されると共に、積分回路７０にも入力され
る。積分回路７０は、ＡＤ変換器からの映像信号の平均
値を算出して、シャッタ制御回路２８に入力する。シャ
ッタ制御回路２８内のシャッタ速度算出回路４１は映像
信号の平均値から、露光時間が予め決められた値となる
ように、シャッタパルスのカウント値と分周値Ｎとを算
出し、それぞれカウンタ４２と１／Ｎ分周回路３３に入
力する。以下、第１の形態の動作におけると同様の動作
で、シャッタ速度を制御する。本実施の形態による露光
制御装置は、映像信号から平均値を算出する積分回路を
備えているので、自動露光制御（オートアイリス制御）
が可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて高速なシャッタ制御が実現できる。本発明による
シャッタの制御では、従来と同様に水平帰線毎に発生さ
せたシャッタパルスにより露光時間を制御するのに加え
て、マスタクロックの分周値を変えることで撮像素子の
駆動周期を変えることによっても、露光時間を制御して
いるからである。
極めて高速なシャッタ制御が実現できる。本発明による
シャッタの制御では、従来と同様に水平帰線毎に発生さ
せたシャッタパルスにより露光時間を制御するのに加え
て、マスタクロックの分周値を変えることで撮像素子の
駆動周期を変えることによっても、露光時間を制御して
いるからである。
【００３４】本発明によれば、通常よりも低速なシャッ
タ制御が実現できる。分周回路と分周値を算出するシャ
ッタ速度算出回路とにより、任意に分周値を変えること
ができるからである。
タ制御が実現できる。分周回路と分周値を算出するシャ
ッタ速度算出回路とにより、任意に分周値を変えること
ができるからである。
【００３５】本発明によれば、映像の垂直有効期間であ
っても、シャッタ制御の精度を向上させることができ
る。分周回路と分周値を算出するシャッタ速度算出回路
とを備え、任意に分周値を変えることができるからであ
る。
っても、シャッタ制御の精度を向上させることができ
る。分周回路と分周値を算出するシャッタ速度算出回路
とを備え、任意に分周値を変えることができるからであ
る。
【００３６】本発明によれば、シャッタ制御による映像
信号のＳ／Ｎの劣化を抑止できる。シャッタパルスを水
平帰線期間内に収めているからである。
信号のＳ／Ｎの劣化を抑止できる。シャッタパルスを水
平帰線期間内に収めているからである。
【００３７】本発明によれば、映像信号のダイナミック
レンジを大きくすることができる。極めて高速なシャッ
タ速度のみならず、極めて低速なシャッタ速度をも実現
できるからである。
レンジを大きくすることができる。極めて高速なシャッ
タ速度のみならず、極めて低速なシャッタ速度をも実現
できるからである。
【図１】第１の実施の形態による露光制御装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態におけるタイミング発生回路
のブロック図および、シャッタ制御回路のブロック図で
ある。
のブロック図および、シャッタ制御回路のブロック図で
ある。
【図３】第１の実施の形態における動作時のタイミング
チャート図である。
チャート図である。
【図４】第２の実施の形態による露光制御装置の構成を
示すブロック図および、第２の実施の形態におけるシャ
ッタ制御回路のブロック図である。
示すブロック図および、第２の実施の形態におけるシャ
ッタ制御回路のブロック図である。
【図５】第３の実施の形態による露光制御装置の構成を
示すブロック図および、第３の実施の形態におけるシャ
ッタ制御回路のブロック図である。
示すブロック図および、第３の実施の形態におけるシャ
ッタ制御回路のブロック図である。
【図６】従来の露光制御装置の一例の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】従来の露光制御装置の動作時のタイミングチャ
ート図である。
ート図である。
１１ レンズ １２ 固体撮像装置 １３ ＳＨ回路 １４ ＡＧＣ回路 １５ 信号処理回路 １６ ローパスフィルタ １７ シャッタコントロール回路 １８ 電子アイリス制御回路 １９ タイミング発生回路 ２１ 撮像素子 ２２ ＣＤＳ回路 ２３ ＡＤ変換器 ２４ 信号処理装置 ２５ 表示装置 ２６ タイミング発生回路 ２７ シャッタ速度入力装置 ２８ シャッタ制御回路 ２９ 駆動回路 ３１ 発振器 ３２ デコード回路 ３３ １／Ｎ分周回路 ３４ Ｈカウンタ ３５ Ｖカウンタ ４１ シャッタ速度算出回路 ４２ カウンタ ４３ シャッタパルス発生回路 ５０ シャッタ制御回路 ６０ シャッタ速度算出回路 ７０ 積分回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年３月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置の露光
時間制御方法は、光電変換素子を用い水平走査及び垂直
走査により画像を伝送する撮像装置の露光時間を制御す
る方法であって、前記露光時間を、光電変換素子からの
電荷読出しのための読出しパルスと、その読出しパルス
の以前に電荷排出のために水平帰線信号に同期して発生
させるシャッタパルスの最後のパルスとの間の時間で制
御する撮像装置の露光時間制御方法において、前記読出
しパルスの周期を制御を加えない標準の周期から変化さ
せることにより前記撮像装置の露光時間を変化させると
共に、前記電荷排出のためのシャッタパルスの周期を前
記読出しパルスの周期の変化に連動して同一の比率で変
化させることを特徴とする。
時間制御方法は、光電変換素子を用い水平走査及び垂直
走査により画像を伝送する撮像装置の露光時間を制御す
る方法であって、前記露光時間を、光電変換素子からの
電荷読出しのための読出しパルスと、その読出しパルス
の以前に電荷排出のために水平帰線信号に同期して発生
させるシャッタパルスの最後のパルスとの間の時間で制
御する撮像装置の露光時間制御方法において、前記読出
しパルスの周期を制御を加えない標準の周期から変化さ
せることにより前記撮像装置の露光時間を変化させると
共に、前記電荷排出のためのシャッタパルスの周期を前
記読出しパルスの周期の変化に連動して同一の比率で変
化させることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】上記の撮像装置の露光時間制御方法は、光
電変換素子を用い水平走査及び垂直走査により画像を伝
送する撮像装置の露光時間を制御する装置であって、前
記露光時間を、光電変換素子からの電荷読出しのための
読出しパルスと、その読出しパルスの以前に電荷排出の
ために水平帰線信号に同期して発生させるシャッタパル
スの最後のパルスとの間の時間で制御する手段を備える
撮像装置の露光制御装置において、前記光電変換素子の
駆動周期を変化させる手段と、前記読出しパルスの周期
及び前記シャッタパルスの周期を前記駆動周期の変化に
連動して同一の比率で変化させる手段とを備えることを
特徴とする撮像装置の露光制御装置によって実現され
る。
電変換素子を用い水平走査及び垂直走査により画像を伝
送する撮像装置の露光時間を制御する装置であって、前
記露光時間を、光電変換素子からの電荷読出しのための
読出しパルスと、その読出しパルスの以前に電荷排出の
ために水平帰線信号に同期して発生させるシャッタパル
スの最後のパルスとの間の時間で制御する手段を備える
撮像装置の露光制御装置において、前記光電変換素子の
駆動周期を変化させる手段と、前記読出しパルスの周期
及び前記シャッタパルスの周期を前記駆動周期の変化に
連動して同一の比率で変化させる手段とを備えることを
特徴とする撮像装置の露光制御装置によって実現され
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】本発明は、シャッタ制御を行う手段とし
て、マスタクロックを任意に分周して周期を変換する回
路と、水平帰線信号に同期して電荷掃出しを行うシャッ
タパルスの周期をマスタクロックの分周比と同じ比率で
変化させる回路とを設け、マスタクロックの周期を短く
するとき、これに連動してシャッタパルスの周期も短く
し、露光時間の制御分解能も小さくする。これにより、
電荷の読出しパルスの周期を従来以上に短くすること
で、従来では実現できなかった極めて高速なシャッタ制
御を実現できる。しかもこのとき、露光時間の制御分解
能、換言すればシャッタパルスの周期も連動して小さく
しているので、露光時間に対する制御分解能の比は従来
どおり維持されている。従って、オートアイリス制御に
おけるハンチングの発生はなく、制御精度が低下するこ
とはない。一方、本発明によれば、マスタクロックの分
周比を変化させることによって、通常のシャッタ速度よ
りも低速なシャッタ制御が可能である。
て、マスタクロックを任意に分周して周期を変換する回
路と、水平帰線信号に同期して電荷掃出しを行うシャッ
タパルスの周期をマスタクロックの分周比と同じ比率で
変化させる回路とを設け、マスタクロックの周期を短く
するとき、これに連動してシャッタパルスの周期も短く
し、露光時間の制御分解能も小さくする。これにより、
電荷の読出しパルスの周期を従来以上に短くすること
で、従来では実現できなかった極めて高速なシャッタ制
御を実現できる。しかもこのとき、露光時間の制御分解
能、換言すればシャッタパルスの周期も連動して小さく
しているので、露光時間に対する制御分解能の比は従来
どおり維持されている。従って、オートアイリス制御に
おけるハンチングの発生はなく、制御精度が低下するこ
とはない。一方、本発明によれば、マスタクロックの分
周比を変化させることによって、通常のシャッタ速度よ
りも低速なシャッタ制御が可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】また、従来と同様な制御方法を組み合わせ
るために、蓄積電荷掃出し用のシャッタパルス発生手段
も有している（図２（ｂ）のカウンタ４２とシャッタパ
ルス発生回路４３）。シャッタパルス発生回路４３は、
マスタクロックの周期の変化に連動して、周期がマスタ
クロックと同じ比率で変化したシャッタパルスを発生す
る。
るために、蓄積電荷掃出し用のシャッタパルス発生手段
も有している（図２（ｂ）のカウンタ４２とシャッタパ
ルス発生回路４３）。シャッタパルス発生回路４３は、
マスタクロックの周期の変化に連動して、周期がマスタ
クロックと同じ比率で変化したシャッタパルスを発生す
る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】次に、第１の実施の形態におけるシャッタ
制御の動作タイミングについて、図２（ａ），（ｂ）と
図３とを参照して、説明する。図３は、本実施の形態の
動作タイミング図である。同図に示される垂直帰線パル
スＶＢＬＫ、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢＬ
Ｋは、前述した従来の露光制御装置における各パルスＶ
ＢＬＫ、ＴＧ、ＨＢＬＫ（いずれも、図７参照）に対応
し、同じ働きをする。本実施の形態でも、図７に示す従
来の露光制御装置におけると同様に、或る読出しパルス
ＴＧから次の読出しパルス迄の露光時間を、標準的なつ
まり、シャッタ制御のないときの露光時間であるとす
る。本実施の形態のシャッタ制御においては、上記の標
準露光時間に対し、例えば露光時間を半分にするように
シャッタ速度算出回路４１が算出すると、分周回路３３
に対し分周比を半分にするようにする。すなわち、Ｈカ
ウンタ３４とデコード回路３２に入力する信号の周期を
１／２にするように、分周比を変える。例えば、標準露
光のときの分周比を１／４（Ｎ＝４）とすると、分周比
を１／２（Ｎ＝２）とする。このように分周比を変化さ
せると、露光時間は、或る読出しパルスＴＧ２から次の
読出しパルスＴＧ２迄の時間（図３中に、「１／２露光
時間」で示す）となる。この場合のように、露光時間を
標準露光時間の半分程度にするのであれば、撮像素子２
１の駆動周期を分周するだけでも対応可能である。
制御の動作タイミングについて、図２（ａ），（ｂ）と
図３とを参照して、説明する。図３は、本実施の形態の
動作タイミング図である。同図に示される垂直帰線パル
スＶＢＬＫ、読出しパルスＴＧ、水平帰線パルスＨＢＬ
Ｋは、前述した従来の露光制御装置における各パルスＶ
ＢＬＫ、ＴＧ、ＨＢＬＫ（いずれも、図７参照）に対応
し、同じ働きをする。本実施の形態でも、図７に示す従
来の露光制御装置におけると同様に、或る読出しパルス
ＴＧから次の読出しパルス迄の露光時間を、標準的なつ
まり、シャッタ制御のないときの露光時間であるとす
る。本実施の形態のシャッタ制御においては、上記の標
準露光時間に対し、例えば露光時間を半分にするように
シャッタ速度算出回路４１が算出すると、分周回路３３
に対し分周比を半分にするようにする。すなわち、Ｈカ
ウンタ３４とデコード回路３２に入力する信号の周期を
１／２にするように、分周比を変える。例えば、標準露
光のときの分周比を１／４（Ｎ＝４）とすると、分周比
を１／２（Ｎ＝２）とする。このように分周比を変化さ
せると、露光時間は、或る読出しパルスＴＧ２から次の
読出しパルスＴＧ２迄の時間（図３中に、「１／２露光
時間」で示す）となる。この場合のように、露光時間を
標準露光時間の半分程度にするのであれば、撮像素子２
１の駆動周期を分周するだけでも対応可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて高速なシャッタ制御が実現できる。本発明による
シャッタの制御では、従来と同様に水平帰線毎に発生さ
せたシャッタパルスにより露光時間を制御するのに加え
て、マスタクロックの分周値を変えることで撮像素子の
駆動周期を変えることによっても、露光時間を制御して
いるからである。本発明においては、シャッタパルスの
周期をマスタクロックの周期の変化に連動させて、同じ
比率で変化させている。従って、マスタクロックの周期
を短くした高速シャッタのときでも、露光時間に対する
制御分解能の比は低下せず、シャッタ制御の精度は維持
される。
極めて高速なシャッタ制御が実現できる。本発明による
シャッタの制御では、従来と同様に水平帰線毎に発生さ
せたシャッタパルスにより露光時間を制御するのに加え
て、マスタクロックの分周値を変えることで撮像素子の
駆動周期を変えることによっても、露光時間を制御して
いるからである。本発明においては、シャッタパルスの
周期をマスタクロックの周期の変化に連動させて、同じ
比率で変化させている。従って、マスタクロックの周期
を短くした高速シャッタのときでも、露光時間に対する
制御分解能の比は低下せず、シャッタ制御の精度は維持
される。
Claims (13)
- 【請求項１】 光電変換素子を用い水平走査及び垂直走
査により画像を伝送する撮像装置の露光時間を、前記光
電変換素子の電荷蓄積時間を変えることにより制御する
方法であって、 撮像装置のフレーム周期と、１フレームの水平走査線数
と、水平同期信号に対応して発生させる電荷排出のため
のシャッタパルスの数とに基づき、少なくとも前記フレ
ーム周期を変化させることにより前記光電変換素子の電
荷蓄積時間を変化させることを特徴とする撮像装置の露
光時間制御方法。 - 【請求項２】 撮像装置のフレーム周期と、シャッタパ
ルスの数とを変化させることを特徴とする、請求項１に
記載の撮像装置の露光時間制御方法。 - 【請求項３】 撮像装置のフレーム周期を、制御を加え
ない標準のフレーム周期より長くすることを特徴とす
る、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置の露光時間
制御方法。 - 【請求項４】 撮像装置の動作タイミングの基準となる
マスタクロックの分周比を変えることによりその周期を
変化させ、前記撮像装置のフレーム周期を変化させるこ
とを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の撮
像装置の露光時間制御方法。 - 【請求項５】 前記撮像装置のフレーム周期を、撮像装
置及び露光制御装置の外部から与えられる露光時間の設
定値に基づいて変化させることを特徴とする、請求項１
乃至４のいずれかに記載の撮像装置の露光時間制御方
法。 - 【請求項６】 前記撮像装置のフレーム周期を、デジタ
ル信号に変換した前記光電変換素子の出力映像信号の平
均値に基いて変化させることを特徴とする、請求項１乃
至４のいずれかに記載の撮像装置の露光時間制御方法。 - 【請求項７】 光電変換素子を用い水平走査及び垂直走
査により画像を伝送する撮像装置の露光時間を、前記光
電変換素子の電荷蓄積時間を変化させて制御する撮像装
置の露光制御装置であって、 前記光電変換素子の駆動周期を変化させる手段を備える
ことを特徴とする撮像装置の露光制御装置。 - 【請求項８】 撮像装置の垂直帰線期間及び垂直走査期
間内の指定の時間、水平帰線信号と同一周期で、前記光
電変換素子の電荷を前記水平帰線信号に対応して排出さ
せるシャッタパルスを発生する手段を備えることを特徴
とする、請求項７に記載の撮像装置の露光制御装置。 - 【請求項９】 前記光電変換素子の駆動周期を、撮像装
置及び露光制御装置の外部から与えられる露光時間の設
定値に基いて変化させることを特徴とする、請求項７又
は請求項８に記載の撮像装置の露光制御装置。 - 【請求項１０】 前記光電変換素子の駆動周期を、デジ
タル化した前記光電変換素子の映像信号の平均値に基づ
いて変化させることを特徴とする、請求項７又は請求項
８に記載の撮像装置の露光制御装置。 - 【請求項１１】 光電変換素子とこれを駆動する駆動回
路とを備え水平走査及び垂直走査により画像を伝送する
撮像装置の露光時間を、前記光電変換素子の電荷蓄積時
間を変化させることにより制御する露光制御装置であっ
て、 撮像装置の動作タイミングの基準となるマスタクロック
を発生する発振器と、 外部から入力される露光時間の設定値に基づいて撮像装
置のマスタクロックの分周値を算出するシャッタ速度算
出回路と、 前記シャッタ速度算出回路が出力する分周値Ｎに基づい
て前記マスタクロックの周期を１／Ｎに分周する分周回
路と、 前記分周回路が出力するクロック信号に基づいて周期が
１／Ｎの水平帰線信号及び読出しパルスを生成し、前記
駆動回路に入力する回路とを備えることを特徴とする露
光制御装置。 - 【請求項１２】 光電変換素子とこれを駆動する駆動回
路とを備え水平走査及び垂直走査により画像を伝送する
撮像装置の露光時間を、垂直帰線期間及び垂直走査期間
内に発生させる蓄積電荷排出のためのシャッタパルスの
数を変化させることで、光電変換素子の電荷蓄積時間を
変化させることにより制御する露光制御装置であって、 撮像装置の動作タイミングの基準となるマスタクロック
を発生する発振器と、 外部から入力される露光時間の設定値に基づいて、前記
マスタクロックの分周値と、垂直帰線期間及び垂直走査
期間内に発生させるシャッタパルスの数とを算出するシ
ャッタ速度算出回路と、 前記シャッタ速度算出回路が出力する分周値Ｎに基づい
て前記マスタクロックの周期を１／Ｎに分周する分周回
路と、 前記分周回路が出力する分周後のクロックに基づいて、
周期が１／Ｎの水平帰線信号、読出しパルス及び副水平
同期信号を生成するパルス信号生成回路と、 前記シャッタ速度算出回路が出力するシャッタパルスの
数を、前記パルス信号生成回路が出力する読出しパルス
によりセットし、水平帰線信号で水平走査線数を数え、
指定された数に達したときリセット信号を発生するカウ
ンタと、 前記読出しパルスから前記カウンタが出力するリセット
信号までの期間前記副水平同期信号を通過させ、シャッ
タパルスとして前記駆動回路に入力するシャッタパルス
発生回路とを備えることを特徴とする露光制御装置。 - 【請求項１３】 光電変換素子とこれを駆動する駆動回
路とを備え水平走査及び垂直走査により画像を伝送する
撮像装置の露光時間を、垂直帰線期間及び垂直走査期間
内に発生させる蓄積電荷排出のためのシャッタパルスの
数を変化させることで、光電変換素子の電荷蓄積時間を
変化させることにより制御する露光制御装置であって、 デジタル化された前記光電変換素子の出力映像信号の平
均値を算出する積分回路と、 撮像装置の動作タイミングの基準となるマスタクロック
を発生する発振器と、 前記積分回路が出力する映像信号の平均値に基づいて、
前記マスタクロックの分周値と、垂直帰線期間及び垂直
走査期間内に発生させるシャッタパルスの数とを算出す
るシャッタ速度算出回路と、 前記シャッタ速度算出回路が出力する分周値Ｎに基づい
て前記マスタクロックの周期を１／Ｎに分周する分周回
路と、 前記分周回路が出力するクロック信号に基づいて、周期
が１／Ｎの水平帰線信号、読出しパルス及び副水平同期
信号を生成するパルス信号生成回路と、 前記シャッタ速度算出回路が出力するシャッタパルスの
数を、前記パルス信号生成回路が出力する読出しパルス
によりセットし、水平帰線信号で水平走査線数を数え、
指定された数に達したときリセット信号を発生するカウ
ンタと、 前記読出しパルスから前記カウンタが出力するリセット
信号までの期間前記副水平同期信号を通過させ、シャッ
タパルスとして前記駆動回路に入力するシャッタパルス
発生回路とを備えることを特徴とする露光制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9324701A JPH11164207A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 撮像装置の露光時間制御方法及び露光制御装置 |
| GB9825965A GB2332114B (en) | 1997-11-26 | 1998-11-26 | Method of controlling exposure time of imaging device and exposure control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9324701A JPH11164207A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 撮像装置の露光時間制御方法及び露光制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11164207A true JPH11164207A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18168756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9324701A Pending JPH11164207A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 撮像装置の露光時間制御方法及び露光制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11164207A (ja) |
| GB (1) | GB2332114B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008309926A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Olympus Corp | 顕微鏡撮像装置と顕微鏡用撮像方法 |
| KR102331574B1 (ko) * | 2020-06-04 | 2021-11-26 | 주식회사 뷰웍스 | 노출 시간 조절이 가능한 tdi 이미지 센서 및 이를 포함하는 검사 시스템 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7944501B2 (en) * | 2004-12-28 | 2011-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus and image sensing apparatus control method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4963980A (en) * | 1987-02-06 | 1990-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing device |
| US5258845A (en) * | 1989-05-19 | 1993-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor driving device with signal synthesizing |
| US5606366A (en) * | 1991-10-28 | 1997-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor driving apparatus wherein photoelectric conversion operations are performed a plurality of times |
| EP0719039A3 (en) * | 1992-08-10 | 1998-03-11 | Sony Corporation | Electronic shutter time control with noise suppression for a video camera |
| US5422670A (en) * | 1992-08-31 | 1995-06-06 | Sony Corporation | Control circuit for a solid state imaging device which allows a high speed object to be detected |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP9324701A patent/JPH11164207A/ja active Pending
-
1998
- 1998-11-26 GB GB9825965A patent/GB2332114B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008309926A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Olympus Corp | 顕微鏡撮像装置と顕微鏡用撮像方法 |
| KR102331574B1 (ko) * | 2020-06-04 | 2021-11-26 | 주식회사 뷰웍스 | 노출 시간 조절이 가능한 tdi 이미지 센서 및 이를 포함하는 검사 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9825965D0 (en) | 1999-01-20 |
| GB2332114B (en) | 2002-07-10 |
| GB2332114A (en) | 1999-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990727 |